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Regeneration im distalen Fingerendglied: Eine vergleichende immunhistochemische Studie zur Verteilung von Bone Morphogenetic Protein 4 in den Endphalangen von Affe und Mensch

Nicklas, Antek 05 February 2025 (has links)
Hintergrund: Im Rahmen vorangegangener Arbeiten wurden beim Menschen, Affen, Mäusen sowie Axolotln unterschiedliche regenerative Kapazitäten und stattfindende Regeneration nach Amputationsverletzungen im distalen Fingerendglied nachgewiesen. Immunhistochemische Studien zur Verteilung regenerationsfördernder Marker beim Menschen sind nicht bekannt. Hypothese: Diese Studie untersucht mittels immunhistochemischen Methoden die Verteilung von Bone Morphogenetic Protein 4 (BMP4) in den distalen Endphalangen von Menschen mit Polydaktylie und Affenföten der Gattung Pavian mit einem Gestationsalter von 125 Tagen im Kontext der unterschiedlichen regenerativen Kapazitäten der jeweiligen Spezies und deren Einfluss auf die Möglichkeit der Regeneration nach Amputationsverletzungen. Zusätzlich erfolgt die Aufarbeitung der Histoanatomie der Fingerbeere von Menschen, Affen, Axolotln sowie Mäusen durch diverse histologische Färbungen. Material und Methoden: Im Zeitraum von 2018-2022 wurden insgesamt jeweils zehn Menschen-, Affen-, Mäuse- und Axolotlfinger immunhistochemisch in einer Schnittdicke von sechs Mikrometern untersucht. Neben den immunhistochemischen Untersuchungen der BMP4-Expression bei Menschen und Affen wurden zudem zusätzlich Untersuchungen mittels Hämatoxylin-Eosin, Masson-Trichrom, Elastika van Gieson sowie Silberfärbung nach Von-Kossa durchgeführt, um die Histologie der Fingerbeere genauer zu untersuchen und Korrelationen zwischen BMP4-Positivität und der jeweiligen Areale herzustellen. Um eine Vergleichbarkeit hinsichtlich der Lokalisation herzustellen, wurden mediane mit lateralen Schnitten verglichen. Ergebnisse: Im menschlichen Fingerendglied zeigt sich in der Epidermis eine Abnahme der BMP4-Expression von proximal nach distal. Im Bereich der distalen Fingerkuppe ist im menschlichen Fingerendglied keine BMP4-Expression mehr nachweisbar. Im Bereich der Subcutis und oberflächlichen Dermis zeigen sich nervale Strukturen sowie Drüsen mit deutlicher BMP4-Positivität. Das menschliche Eponychium weist dasselbe Expressionsmuster wie die Epidermis auf und die BMP4-Expression nimmt von proximal nach distal an Intensität ab. Die dem Nagel zugewandte Seite des Eponychiums beim Menschen zeigt sich im Gegensatz zur dorsalen Epidermis des Eponychiums BMP4positiv. Die Nagelmatrixzellen weisen proximal der Lunulainzision keine BMP4Expression auf, wohingegen sich in distal gelegenen Nagelmatrixzellen BMP4Expression nachweisen lässt. Im Gegensatz zum menschlichen Fingerendglied zeigt sich im Fingerendglied beim Pavianfetus in der gesamten Epidermis der Endphalanx eine BMP4-Positivität. Die Epidermis des Mittelglieds proximal des distalen Interphalangealgelenks ist im Gegensatz zum Endglied BMP4-negativ. Hinsichtlich des Eponychiums ist beim Pavianfetus der dem Nagel aufliegende Teil BMP4-negativ, wohingegen der dorsale Teil ebenso wie die volare Epidermis eine positive BMP4-Expression aufweist. Die Nagelmatrix weist beim Pavianfetus sowohl proximal als auch distal eine durchgehende BMP4-Expression auf. Diese nimmt in ihrer Intensität jedoch nach distal zu. Schlussfolgerung: Es zeigt sich ein BMP4-Expressionsmuster bei menschlichen Hexadaktyliefingern sowie Affenföten, welches keine definitiven Rückschlüsse auf einen Zusammenhang zwischen BMP4-Expression und potenziell regenerativer Areale zulässt. In den durchgeführten Untersuchungen kann zudem keine auf BMP4Expression basierende Klassifikation zur Beurteilung der regenerativen Kapazitäten der menschlichen Endphalanx und daraus resultierter Therapieentscheidung etabliert werden. Zusammenfassend ist durch die alleinige Betrachtung das BMP4Expressionsmusters die regenerative Kapazität der Endphalanx nicht zu quantifizieren, weshalb weitere Studien zur Verteilung regenerationsfördernder Marker angeschlossen werden müssen.

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